«Priority Setting: identificazione delle priorità tecnologiche Roma, 3-4 ottobre 2013

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1 PON GAT Asse I Obiettivo Operativo I.4 Progetto «Supporto alla definizione e attuazione delle politiche regionali di ricerca e innovazione (Smart Specialisation Strategy Regionali)» «Priority Setting: identificazione delle priorità tecnologiche Roma, 3-4 ottobre 2013 Tavolo tematico: Fabbrica Intelligente Cesare Fantuzzi Università di Modena e Reggio Emilia Dipartimento di Scienze e Metodi dell Ingegneria

2 AGENDA Il perimetro del dominio tecnologico Descrizione del dominio tecnologico Stato dell arte tecnico-scientifico Principali trend evolutivi Posizionamento strategico del paese e dei suoi territori Principali centri di competenza italiani e internazionali Progettualità di rilievo Principali sfide Suggerimenti di metodo e di contenuto per affrontarle Conclusioni 3 o 4 ottobre

3 PERIMETRO Industria: E una entità che produce un bene o un servizio all interno di un sistema economico. Es. industria estrattiva, manifatturiera, servizi, etc. Manifattura: E il settore industriale denominato «secondario» che trasforma un materiale o prodotto per aggiungere un valore all interno di una catena di forrnitura. Si basa su una integrazione di tecnologie per ottenere questo risultato: ICT, materiali, meccanica, ecc. Opera in una catena di valore costituita da fornitore-cliente, in cui gli aspetti logistici sono estremamente importanti. Italia (2012): Il settore industriale incide per il 24.2% del PIL, per un valore di 487 mld $ (fonte International Monetary Fund ) 3 o 4 ottobre

4 COMPONENTI DEL DOMINIO TECNOLOGICO Un sistema manifatturiero è contraddistinto da: Processo e packaging Logistica e organizzazione della produzione. Area tecnologica: Materiali Processi produttivi Ingegneria di progetto e sviluppo delle macchine. Area organizzativa: Gestione della produzione. Logistica interna ed esterna. 3 o 4 ottobre

5 COMPONENTI Packaging Logistica Interna (prodotto finito) Processo Logistica interna (materiale grezzo) Logistica esterna (prodotto finito) 3 o 4 ottobre

6 PRINCIPALI TREND EVOLUTIVI - Mass customization (integrare flessibilià e produttività). - Metodi di Ingegneria (di progetto) - Gestione del Ciclo di Vita e Manutenzione predittiva. - Migliore gestione delle risorse (energia, riduzione imballaggi, riciclo materiali, etc.) - Nuovi materiali (es. plastiche a basi organiche «bio-plastiche», grafene, etc.) e tecniche di sostituzione dei materiali. - Il cloud in fabbrica: internet of thinks, apps per la gestione delle informazioni di produzione, etc. - Prototipazione rapida (es. stampanti 3D, Hardware in the loop, etc.) -. 3 o 4 ottobre

7 IL MANIFATTURIERO IN EUROPA Statistica NACE Aprile 2013 su dati del 2010 Circa 1 su 10 (9,8%) di tutte le imprese nell'economia commerciale non finanziaria dell'ue-27 (sezioni da B a J e da L a N e divisione 95) sono stati classificate manifatturiero (sezione C) per un totale di 2,1 milioni di imprese. Il settore manifatturiero impiega 30 milioni di persone ha generato miliardi di Euro di valore aggiunto. Secondo posto dell'economia non finanziaria dell'ue-27 in termini di contributo al mondo del lavoro (22,6%) e Primo posto per valore non finanziario aggiunto (26,8%) Il settore manifatturiero produce il 66% degli investimenti privati nella ricerca. 3 o 4 ottobre

8 POSIZIONAMENTO STRATEGICO DELL ITALIA Elenco delle nazioni per valore del manifatturiero. Source: Worldbank 3 o 4 ottobre

9 La ricerca: Horizon 2020 (fonte: Horizon 2020 è lo strumento finanziario di attuazione dell'unione dell'innovazione. Periodo con un budget di poco più di 70 miliardi di euro. Priorità: Priority 1: Excellent Science Priority 2: Industrial leadership Priority 3: Societal challenges 3 o 4 ottobre

10 Priorità 2: Leadership industriale Perché? Investimenti strategici in tecnologie chiave. Sostenere l'innovazione investendo in settori esistenti ed emergenti L'Europa ha bisogno di attrarre maggiori investimenti privati in ricerca e innovazione L'Europa ha bisogno di incrementare il numero di piccole e medie imprese innovative per spingere la crescita e incrementare i posti di lavoro 3 o 4 ottobre

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12 La comunità: Una piattaforma tecnologica europea The mission of the European Technology Platform Manufuture is to propose, develop and implement a strategy based on Research and Innovation, capable of speeding up the rate of industrial transformation to high-added-value products, processes and services, securing high-skills employment and winning a major share of world Manufacturing output in the future knowledge-driven economy Manufuture comprende oltre 100 organizzazioni, provenienti da più di 20 paesi tra cui grandi OEM, PMI, Associazioni Industriali, Istituti di Ricerca, Università e autorità nazionali. grandi aziende: DAIMLER, FESTO Sonae, Alstom, Siemens, Danfoss, COMAU, MONDRAGON, ABB, Rolls-Royce, etc. Associazioni che rappresentano le piccole e medie imprese: ORGALIME, VDMA, AGORIA, FIM, TEKNIKFORETAGEN etc 3 o 4 ottobre

13 La comunità: Una associazione per la ricerca The European Factories of the Future Research Association (EFFRA) is a non-for-profit, industry driven association, promoting the development of new and innovative production technologies. E una iniziativa collegata a MANUFUTURE, impegnata nella formazione e attuazione delle 'fabbriche del futuro' (FoF) partenariato pubblico-privato (PPP) in cooperazione con l'unione europea. Il Consiglio di Amministrazione comprende rappresentanti delle grandi imprese industriali, quali COMAU, DAIMLER, FESTO, SIEMENS, VOLVO, Mondragon SONNAE ecc, e associazioni, come ORGALIME, VDMA, TEKNIKFORETAGEN, CETIM, AGORIA, etc. Attualmente, comprende più di 100 membri, tra cui industrie, enti di ricerca e associazioni. 3 o 4 ottobre

14 La comunità: Una associazione per la robotica eurobotics AISBL is a Brussels based international non-profit association for all stakeholders in European robotics. eurobotics builds upon the success of the European Robotics Technology Platform (EUROP) and the academic network of EURON. eurobotics mira a rafforzare la competitività e garantire la leadership industriale di produttori, fornitori e utenti finali di sistemi e servizi basati sulla tecnologia robotica; Vuole promuovere la diffusione più ampia di tecnologie e servizi di robotica per l'uso professionale e privato; Intende rappresentare l'eccellenza della base scientifica per la robotica europea. 3 o 4 ottobre

15 Trentino A. Adige: - Distretto HABITECH Energia e Ambiente Piemonte: - Torino Wireless Centri di Competenza in Italia (manifatturiero) Lombardia: - ICT - Materiali avanzati - Biotecnologie Liguria: - Distr. Genova: Elettronica, Sistemi Int. Integrati, tecnologie per la logistica e i trasporti Toscana: - Distretto tecnologico di Pisa: ICT & Security Campania: - Ingegneria dei Materiali Polimerici e Compositi e Strutture Sicilia: Distretto Tecnologico Micro e Nanosistemi Veneto: - Veneto Nanotech Emilia R.: - Hi-Mech - Alta Tecnologia Meccanica Lazio: - Aerospazio e difesa - Bioscienze Puglia: - Meccatronica - High Tech Calabria: - Distretto Tecnologico della Logistica e della Trasformazione 3 o 4 ottobre

16 Esempi significativi Industrie 4.0: Programma di ricerca Nazionale Tedesco. Il termine 4.0 si riferisce alla «quarta rivoluzione industriale» 1. rivoluzione industriale, 2. produzione di massa, 3. avvento dell ICT, 4 Fabbrica integrata, flessibile: «intelligente» Quarta rivoluzione industriale - Fabbrica flessibile - Internet of things - Simulazione e digital factory 3 o 4 ottobre

17 Progetti Europei C.H.A.T. ( Control of Heterogeneous Automation Systems ) PAN-ROBOTS ( Plug and Navigate Robots for Smart Factories. ROSETTA («RObot control for Skilled ExecuTion of Tasks in natural interaction with humans; based on Autonomy, cumulative knowledge and learning ) REEMAIN («Resource and Energy Efficient Manufacturing ). AREOUS ( Automation and Robotics for EUropean Sustainabile manufacturing ). 3 o 4 ottobre

18 PRINCIPALI SFIDE TECNOLOGICHE Coniugare flessibilità e produttività. Riduzione del consumo delle risorse (energia, imballaggi, trasporti, riciclo dei materiali, etc.) Gestione del ciclo di vita dei sistemi di produzione e dei prodotti. Interoperabilità tra i sistemi di fabbrica Manifattura intelligente (Internet of Things) Nuovi materiali 3 o 4 ottobre

19 Come raccogliere queste sfide Occorre un approccio olistico. Il sistema fabbrica è fortemente connesso tra i processi e i prodotti Non si può pensare ad un processo o fase produttiva senza pensare a quello che vi è attorno. 3 o 4 ottobre

20 Un esempio Imballagio tradizionale: Processo termico Uso massivo di materiale plastico Imballaggio innovativo: Minori consumi energetici Minore uso di materiali da imballaggio 3 o 4 ottobre

21 PROPOSTE Riduzione delle risorse impiegate e la gestione del ciclo di vita del prodotto/processo sono strettamente legati. Occorre inserire nelle specifiche di progetto di una macchina/prodotto un indice legato al consumo di risorse. Lo studio di nuovi materiali e innovativi metodi di progetto costituiscono le tecnologie abilitanti per raggiungere questo obiettivo. Lo sviluppo di sistemi che consentano di gestire in modo omogeneo gli oggetti fisici e le informazioni associate, in modo interoperabile, è alla base della ottimizzazione dei processi di fabbrica. In questo contesto è necessario introdurre in modo pervasivo componenti ICT in fabbrica. L introduzione pervasiva di strumenti ICT abilità la flessibilità produttiva. Il «clould» è una tecnologia abilitante, ma si deve sposare con applicazioni che diano un valore aggiunto. 3 o 4 ottobre

22 CONCLUSIONI E indispensabile investire in ricerca industriale. Come spendere le risorse? Occorre identificare gli obiettivi programmatici su cui investire analizzando le competenze, i progetti e la capacità di raggiungere i risultati il mix: 1/3 competenze + 1/3 di idee + 1/3 di capacità organizzativa. Ridurre la frammentazione e sovrapposizione tra le competenze. Individuare le eccellenze facilmente identificabili in termini di progetti e risultati scientifici ottenuti e spingere su queste. Importantissimo il coinvolgimento di tutti gli stakeholders per formare una «catena di valore della ricerca»: fornitore centro di ricerca - cliente 3 o 4 ottobre